卷轴画是中国历史悠久的传统艺术，具有浓厚的民族风格和鲜明的时代特色，不同的绘画技法和多种多样的颜料带来了不同的绘画风格。因为书画文物尺幅一般较大，且较为脆弱，难以进行取样工作。要对书画文物进行科学分析，既要使用无损的分析方法，又要保证分析方法的效率。如果只对局部点进行分析，可能会错过重要的信息，所以最好的分析方法是对书画文物进行整体分析，因此必须保证分析方法具有足够高的效率。

高光谱成像技术可以同时大幅面获得图像和反射光谱，并且速度很快。对于书画文物，高光谱图像信息有助于病害调查、修复痕迹和模糊不清的画面内容，光谱信息可以用来鉴定颜料和胶结剂的成分，将反射光谱和图像结合还可以实现颜料和胶结剂的面分布分析。

图 1 故宫博物院馆藏书画文物（故00004785-4丁观鹏释迦及十六尊者像轴——第三拔纳拔西尊者）

故宫博物院与新疆维吾尔自治区文物考古研究所，依托中国-希腊文物保护技术“一带一路”联合实验室的分析技术与科研协作平台，采用了高光谱成像技术（Hyperspectral Imaging，HSI）和X射线荧光光谱技术（XRF），对故宫博物院藏丁观鹏《释迦及十六尊者像轴——第三拔纳拔西尊者图》开展了联合研究。

从短波红外1805nm处的高光谱图像，可观察到书画的起稿线；在假彩色合成图像中，可以更清晰地看到书画表面的霉菌病害；对高光谱数据通过SID法进行颜料鉴别与分类，分析出红色颜料为朱砂，蓝色颜料为石青，青绿色颜料中含有靛蓝，如分类识别图所示。

图2 1805nm处短波红外图像（左）；经PCA变换后不同主成分假彩色合成图像（中）；基于SID法的颜料分类识别（右）

针对壁画文物大幅面的特点，以及颜料识别、画面增强、底稿线提取和浅表层缺陷勘察的研究需求，本合作项目利用高光谱扫描技术和激光全息散斑干涉技术，结合XRF元素成像光谱技术对两幅故宫如亭壁画开展无损分析应用示范研究，较好的达到了利用无损分析方法对壁画进行表层信息快速获取及浅表层缺陷检测的效果，为壁画文物的保护修复提供了新思路。

针对书画文物大幅面的特点和对无损分析技术的需求，通过高光谱技术，对提取起稿线、病害信息和颜料识别做出分析，取得了较好的效果，结论可为书画文物的研究、保护和修复提供更加科学的依据。